[发明专利]一种污水处理过程中合成藻酸盐的方法以及设备

说明书

本发明涉及一种污水处理过程中合成藻酸盐的方法和设备，其中：方法包括以下步骤：S1：将污水排放至微生物反应器中，在适宜的环境条件下，经微生物的新陈代谢作用，有机污染物被降解，并且微生物分泌藻酸盐；S2：含有大量藻酸盐的微生物反应器中的泥水，流入至碱洗溶解反应器中；S3：含有可溶性藻酸盐的碱洗溶解反应器中的泥水，流入至超滤膜组件中，溶解性藻酸盐溶液经超滤膜组件分离后，出水作为中水回收利用，而藻酸盐溶液被浓缩，进入后续藻酸盐提取工艺中。本发明的有益效果在于，提供一种污水处理过程中合成藻酸盐的方法和设备，在实现污水净化的同时，不仅回收中水资源，而且生产藻酸盐。

技术领域

本发明涉及一种污水处理过程中合成藻酸盐的方法及设备

背景技术

藻酸盐(Alginate)又名褐藻酸盐、海带胶、褐藻胶、海藻酸盐，通常源自大型海生褐藻植物；可从中提取出天然多糖碳水化合物，如，海藻酸：(C₆H₇O₆H)n及其盐类。近年来一些研究发现，藻酸盐除天然源自海带、巨藻等褐藻之外，自然界中有两大类细菌即假单胞菌属(Pseudomonas)和固氮菌属(Azotobacter)的细菌也能够生物合成藻酸盐。甚至，一些淡水微藻亦有可能生物合成藻酸盐。

藻酸盐作为一种高价值的生物聚合物，在食品、医药卫生、日用化学品、纺织以及生物技术等领域，具有广泛的应用和极高的经济价值。针对本专利所涉及的污水处理领域，藻酸盐亦有广泛的应用。其分子结构中含有大量羧酸基、羟基等极性基团，它们可与重金属离子结合，从而将重金属从污/废水中有效分离。亦可以作为良好的水处理絮凝剂和细胞固定化载体材料。因其对人体及皮肤无毒、无刺激，易生物降解，可以称之为一种绿色、可持续高分子材料。

目前，藻酸盐的生产主要从海带、巨藻等海洋褐藻中提取，但其生产成本高，藻酸盐成份不可调控、易受季节影响，且其生产废水容易对环境造成污染。而且，利用假单胞菌属和固氮菌属细菌生物合成藻酸盐，纯种培养这两类细菌，需要消耗大量的有机营养生产原料，这使得生产成本大幅度提高。据统计，每生产1吨藻胶及碘等产品需要1200多吨淡水和大量煤炭、酸、碱等，所产生的废水很难回收利用，大部分都直接排放。

在生产藻酸钠的工艺中，将排放大量的生产废水，其中含有糖胶、色素、纤维素等有机物，以及大量的杂质离子(如Na⁺、Ca²⁺、CI^-等)。如果排放前不采用任何工艺处理，会对海洋环境造成危害，引起海水水质恶化。这些因素导致传统藻酸盐生产工艺的进一步推广应用，面临瓶颈问题。有介于此，研究开发人员尝试利用假单胞菌属和固氮菌属细菌生物合成藻酸盐。以续批式发酵和连续培养生产工艺方式，通过生物工程技术调控细菌产藻酸盐的特性，优化培养条件，稳定产胶能力；从而，生物合成各种具有特定结构性能的藻酸盐。然而，纯种培养这两类细菌，需要消耗大量的有机营养生产原料，这使得生产成本大幅度提高。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的主要目的在于解决现有技术的缺陷，本发明提供一种污水处理过程中合成藻酸盐的方法和设备，在实现污水净化的同时，不仅回收中水资源，而且生产藻酸盐。

本发明提供了一种污水处理过程中合成藻酸盐的方法，包括以下步骤：

S1：将污水排放至微生物反应器中，在适宜的环境条件下，经微生物的新陈代谢作用，有机污染物被降解，并且微生物分泌藻酸盐；

S2：含有大量藻酸盐的微生物反应器中的泥水，流入至碱洗溶解反应器中；

S3：含有可溶性藻酸盐的碱洗溶解反应器中的泥水，流入至超滤膜组件中，溶解性藻酸盐溶液经超滤膜组件分离后，出水作为中水回收利用，而藻酸盐溶液被浓缩，进入后续藻酸盐提取工艺中。